光伏材料的发展及应用
光伏材料的发展及应用
摘要：太阳能光伏发电技术是集半导体材料、电力电子技术、现代控制技术、蓄电池技术及电力工程技术于一体的综合性技术是当今新能源发电领域的一个研究热点。本文介绍了光伏发电技术的相关概念，综述了该领域的主要研究内容和应用现状，并对光伏发电产业的未来发展趋势进行分析。
关键词：太阳能电池材料；光伏发电材料
0 引言
随着全球经济的迅速发展和人口的不断增加，以石油、天然气和煤炭等为主的化石能源正逐步消耗，能源危机成为世界各国共同面临的课题。与此同时，化石能源造成的环境污染和生态失衡等一系列问题也成为制约社会经济发展甚至威胁人类生存的严重障碍。新能源应用正成为全球的热点。太阳能资源是最丰富的可再生能源之一，它分布广泛，可再生，不污染环境，是国际上公认的理想替代能源。光伏发电是太阳能直接应用的一种形式。作为一种环境友好并能有效提高生活标准的新型发电方式，光伏发电技术正在全球范围内逐步得到应用。
1太阳能光伏发电原理及运用材料
1.1太阳能光伏发电的工作原理
“光伏发电”是将太阳光能直接转换为电能的一种发电形式。1839年，法国科学家贝克勒尔(A．E．Becqure1)首先发现了“光生伏打效应(Photovoltaic Effect)”。然而，第一个实用单晶硅光伏电池(Solar Cel1)直到一个多世纪后的1954年才在美国贝尔实验室研制成功。20世纪70年代中后期开始，光伏电池技术不断完善，成本不断降低，带动了光伏产业的蓬勃发展。光伏发电原理如图1所示。PN结两侧因多数载流子(N 区中的电子和P区中的空穴)向对方的扩散而形宽度很窄的空间电荷区w，建立自建电场E i。它对两边多数载流子是势垒，阻挡其继续向对方扩散；但它对两边的少数载流子(N 区中的空穴和P区中的电子)却有牵引作用，能把它们迅速拉到对方区域。稳定平衡时，少数载流子极少，难以构成电流和输出电能。但是，如图la、b所示，光伏电池受到太阳光子的冲击，在光伏电池内部产生大量处于非平衡状态的电子一空穴对，其中的光生非平衡少数载流子(即N 区中的非平衡空穴和P区中的非平衡电子)可以被内建电场E i牵引到对方区域，然后在光伏电池中的PN 结中产生光生电场E PV一当接通外电路时，即可流出电流，输出电能。当把众多这样小的太
阳能光伏电池单元通过串并联的方式组合在一起，构成光伏电池组件，便会在太阳能的作用下输出功率足够大的电能。[1]
(a)光子注入 (b)光生电场的形成
图1 光伏发电原理
1.2光伏发电运用到的材料
光能使半导体材料内部的电荷分布状态发生变化，从而产生电动势和电流。光电转换材料是通过光生伏特效应将太阳能转换为电能的材料，主要用于制作太阳电池。太阳电池对光电转换材料的要求是转换效率高、能制成大面积的器件，以便更好地吸收太阳光。而太阳电池主要原料有：晶体硅电池：多晶硅电池：多晶硅(polycrystalline silicon)及单晶硅电池：单晶硅(monocrystalline silicon)。而多晶硅和单晶硅的原料都是多晶硅料(polysilicon),经过提拉（形成单晶硅）铸锭（形成多晶硅）。另外的薄膜电池和第三代电池，大部分都是依靠不同的化学品进行层层的沉积合成，最后得到电池。
2 太阳能光伏发电材料的研究现状
2.1 第一代光伏发电材料
当前，太阳能光伏电池材料主要有晶体硅材料，晶体硅包括单晶硅，多晶硅和非晶硅。单晶硅是目前普遍使用的光伏发电材料，高效单晶硅电池的生产建立在高质量单晶硅材料和成熟的加工工艺基础上。目前，单晶硅电池工艺已近成熟，提高其光电转换效率主要靠单晶硅表面微结构处理和分区掺杂工艺。在光照充足的最佳角度，单晶硅电池的光电总转换效率可以达到 20%～24%。多晶硅原料是半导体工业和光伏产业共同的上游原材料，多晶硅光电池的转换效率最高达 18.6%，明显不如单晶硅。为适应光伏市场需求的持续稳定增长，太阳能电池企业不得不以较高的价格购买半导体级硅来生产光伏电池，这无疑增加了光伏产业的成本，制约了光伏产业的发展。随着光伏产业的进一步发展，多晶硅的需求量会越来越大。非晶硅太阳电池具有独特的优势：材料和制造工艺成本低、易于形成大规模生产能力。a-Si 太阳电池易于实现集成化。各种功率、输出电压、输出电流的器件都可以设计制造出来，可
以较方便地生产适合不同需求的多种产品。a-Si 太阳电池光吸收系数高、暗电导量低，适合制作手表电池、计算器电池等低功耗电源；a-Si 膜的硅网结构力学性能结实，适合在柔性的衬底上制作轻型的“大电池”；a-Si 太阳电池的制造方法灵活多样，可以制造建筑集成的电池，适合户用屋顶电站的安装。非晶硅电池将发展为太阳能电池的主要产品之一，有很好的市场前景。[2]
2.2 第二代光伏发电材料
第二代太阳电池的核心是一种可粘接的薄膜。这种薄膜的优势：一是可以大批量、低成本地生产；二是能更好地利用太阳能。该薄膜的表面呈绒面结构，在显微镜下观察，如同锉刀表面一般，粗糙的表面突起部分就像一座座小小的金字塔。当阳光照在这种薄膜上，光线斜射入电池内，经过各斜面不同角度的折射后，光线又会从电池板的背面反射回表面，大部分光线还能再次从表面反射回电池内，如此多次反复，使光线在电池内的传播路线大大加长。实验证明，光在这种电池内的传播路线是在表面光滑的电池体内所传播路线长度的 25倍，可大幅度地提高光能的利用效率。以纳米TiO2为主的薄膜太阳电池，因其工作原理独特，生产成本低廉而引起了世界广泛关注。纳米晶太阳电池（Nanocrystalline SolarCell）采用的是无机-有机复合体系，有效地把纳米技术与太阳电池结合。首先采用无机纳米粒子制备多孔的薄膜，然后在薄膜的微孔中修饰有机染料分子或无机半导体粒子作为光敏剂，光敏剂吸收入射光后产生电子—空穴对，通过半导体颗粒使电荷转换效率提高，制备工艺简单，其制作成本仅为单晶硅电池的1/5，具有明显的价格优势。作为一种低成本的太阳电池，在军事和民用方面具有很大的应用价值。纳米晶太阳电池更展现了太阳电池新的发展方向。[3] 2.3第三代光伏发电材料
物理学家正试图寻找全新的途径研制新的太阳能电池，他们设想在单晶硅中掺入一些杂质，有意形成晶体内的缺陷，以利用这些缺陷导致额外的光电势能。这样也许可以提高光子电流，但却会丢失一部分开路电压，因此要应用全新的材料。从理论研究看，在阳光集中辐照时，利用希泽光电效应可能达到的光电转换效率的极限值为63.2%，但只有使用理想的材料才能达到。若使晶体结构中形成的缺陷能准确无误地出现在所需要的地方，实际上也很难做到。德国科学家正在进行这方面的实验，他们在单晶硅中掺入稀土金属元素铒（Er）来制造太阳电池，以测试它对转换效率可能产生的影响。理论上讲，太阳电池的最高转换效率可以达到95%，但实际上最多也仅能达到85%。对于研究太阳能的科学家们来说，能够在现今已取得的光电转换效率最好纪录（24.8%）的基础上，哪怕是取得小的进展都是了不起的成果。现在如果用一种单一的太阳电池能达到30%的转换效率，那也是太阳电池技术发展的
一个重大突破。
3 光伏发电电池材料的发展趋势
现今市场上的太阳能电池模块有95%以硅为原材料，其中有60%为多晶硅，30%为单晶硅，预计这一现状还将持续一段时间。对未来太阳能发电系统的发展而言，如何降低电池模块的成本是关键，是因为它占据了发电系统成本的60%，而模块成本中的20%取决于硅原材料成本，所以，如果保持如今的趋势发展下去，则原材料硅的短缺终将成为制约太阳能发展的瓶颈。
3.1改善原有的制备工艺并开发新工艺，提高硅原料的产量
目前有研究报道了一些新的工艺方法：熔融析出法（Vapor to Liquid Deposition，VLD）和熔硅提纯法（Molten Silicon Refinement）。在VLD法中，将三氯氢硅（SiHCl3）和氢气（H2）一起注入1500 ℃的石墨管中，形成硅熔融沉积，沉积速度比传统西门子方法快[10]。未来的研究将开发更多新工艺，提高硅的产量。[4]
3.2开发新材料和新技术，降低硅的使用量
通过重新评估材料技术并使用新的电池技术以提高能源效率，从而尽可能降低单位能量所消耗的硅，同时通过扩展设备和引入新的制备工艺来努力提高生产能力。
3.3第3代高效光伏电池具有潜在前景
第1代晶体硅太阳电池对材料的需求限制了成本降低的潜力，长期以来人们一直试图用薄膜太阳电池取代第1代电池，然而，薄膜太阳电池的转换效率是要解决的主要问题，此外，薄膜电池的性能稳定性和生产成本也必须要达到大规模应用的要求。目前从材料、工艺与理论研究等方面来看，太阳电池的光电转换效率还可以有很大提高，薄膜电池的发展也还有充足的发展空间。第3代光伏电池主要是要解决电池能量的损失问题，第3代电池的理论概念及其工艺方法成为了太阳能电池研究领域的最前沿问题，若第3代光伏电池能够获得成功，将会对整个太阳电池领域的发展起到里程碑式的贡献。[5]
4 结论
通过了解光伏发电转换原理，我了解了光伏发电过程中的一些发电材料的运用。知道了光伏电池板是太阳能光伏发电系统中的基本核心部件。同时，从第一代的最后以硅片为基础的材料，到第二代基于薄膜技术的光电材料，再到第三代高转换效率的薄膜光伏电池，无不展示了太阳能光伏发电技术的发展历程。最后围绕提高光电转换效率以及降低电池材料的成本两大光伏发电材料研究热点叙述了未来光伏电池材料的发展趋势的主流方向。新兴绿色能源的应用是当今世界发展的必然趋势，在新近的SNEC第六届国际太阳能产业及光伏工程展览
会上，我们更是看到了光伏发电技术的重大突破。我们相信科技创造未来，生活因此而改变。
参考文献
[1] 昌金铭国内外光伏发电的新进展,2007.
[2] 任新兵太阳能光伏发电工程技术化学工业出版社,2012
[3] 黄宝圣太阳能电池的新进展[J] 化学教育，2002
[5] 赵争鸣，刘建政，孙晓英，等太阳能光伏发电及其应用[M]．科学出版社，2005
The development and application of the photovoltaic material Abstract: solar photovoltaic power generation technology is set for the semiconductor material, power electronic technology, modern control technology, battery technology and power engineering technology in an integrated technology is the new energy field a hot topic in the research area. This paper introduces the concepts of photovoltaic power generation technology, this paper reviews the main research contents of this field and application status of photovoltaic energy for the future of the industry development trend for analysis.
Keywords: solar battery materials; Photovoltaic power generation materials
光伏发电技术与应用 宁雪峰
光伏发电技术与应用宁雪峰 发表时间：2019-09-15T18:12:41.767Z 来源：《电力设备》2019年第8期作者：宁雪峰 [导读] 摘要：光伏充电与传统的发电方式相比，可以充分利用取之不尽的太阳能资源，并且清洁环保，便于向偏远地区供电。 （广东电网有限责任公司东莞供电局广东东莞 523660） 摘要：光伏充电与传统的发电方式相比，可以充分利用取之不尽的太阳能资源，并且清洁环保，便于向偏远地区供电。作为一种可再生能源，其具有广阔的应用前景。然而其成本相对于传统发电较高，这也是阻碍其发展的一大因素。随着光伏电板的质量和产量的提高，成本已有所下降，这使得逆变器的成本所占的比例变得重要起来。文章着重研究一种新的节约成本的运行方案，以优化光伏发电综合效率、降低损耗从而提升经济效益。 关键词：太阳能；光伏充电；检查 引言 随着经济社会的发展和人民生活水平的不断提高，同时环境也不断恶化，因而大规模使用清洁能源是人们所向往的，当前应用最广的就是太阳能。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位并且得到广泛的应用。 1国内外光伏电现状分析及原理 太阳能光伏发电近些年备受世界各国关注，日本充分运用其技术优势，不断研发光伏电产品，产量现已超过世界产量的60%；英国、美国、德国、日本等企业也已垄断世界范围内的相关产品市场，出口额达到全球贸易额的85%之上。根据欧盟预估，此市场会从当下的3500MW上升至2020年的75Gp，光伏发电能满足非洲35%、OECD国家和经济合作国家15%的电力需求。 对比先进国家，我国光伏发电产业生成两头在外的局面，具体是指92%的原材料都是进口而来，而92%的光伏产品却流进了国际市场。其产业的发展速度也较慢，相应的光伏材料发展也无法与时俱进。早在上个世纪中期我国就已对太阳能光伏电池展开探究，并且把其成功运用在了东方红二号卫星上。从70-80年代，因为成本较高，太阳电池使用范围也比较局限。直至90年代后，伴随成本的减少，太阳电池产量飞速提升，其开始进军农村电气化与工业领域，开辟出更多的市场，我国也确定了具体的光伏计划。到2017年，我国电池产量达到了400MW，组件产量有600MW。[1] 光伏发电系统要实现光能到电能的转变，通常包含了蓄电池、光伏方阵、控制器、逆变器、配电柜与太阳光跟踪系统等部分，其中还包含用来聚光的反射镜与聚光透镜。光伏方阵采用光伏模板组成特定形式实现对光能信号的捕捉与积累，在光生伏特效应下，实现在蓄电池两端电荷的累计，形成的电荷在电池两端形成了电动势，完成光能到电能的转变。蓄电池可以实现电能的储存与放电，其中为防止电能储存过多或放电严重的情况，一般添加控制器，控制器保护蓄电池的充放电过程，可以对蓄电池的寿命起到延长的作用。要实现直流电到交流电的转变往往需要添加逆变器，逆变器按应用要求不同常分为正弦逆变器与方波逆变器两种，前者应用范围广，但是成本相对的较高。太阳光跟踪系统可以捕捉太阳光的变化，实现随太阳光转动的目的，保证发电效率的最大化。 2我国太阳能光伏发电现状 太阳能作为世界上最丰富的可再生资源，其分布广泛、没有污染，是一种理想的能源。光伏发电相对于传统发电是一种新的发电形式，对环境不会造成任何污染。光伏发电是依据光生伏特的发电原理，通过光电转换的方式将丰富的太阳能转化为光能，通常系统主要由太阳光伏组件、汇流箱、逆变器、变压器及配电设备构成，同时再加上监控系统、有功无功控制系统、功率预测系统、五防系统及无功补偿装置等辅助系统与设备，组成一套完整的光伏发电系统。 我国的光伏发电网系统分为分布式和集中式2种，其中分布式的电网在城市屋顶上应用较多，形成光伏建筑一体化，而且该种系统形式占地面积少，安装较灵活，投资成本较低。该种方式电网的安装不需要考虑到负载性能，所以会降低系统成本。集中式的光伏电网系统是一种大型的光伏并网电站，通常在戈壁中使用的比较多，能有效输出电能，该种发电形式一般都是企业出资建设，而且建设的成本较高。我国太阳能光伏发电方面在不断发展，与此同时，我国重点发展太阳能热利用及与其相关的一些新能源产业，而且我国在新能源产业发展中的一些政策较好，所以光伏发电的道路越来越广阔。 中国属于具备高太阳能资源的国家，这使得国内具备了大力发展光伏发电系统的基础条件。就目前而言，随着国家在2018～2019年持续出台对环境治理及维护的相关政策，环境整治将是未来社会发展中政府着重注意和出力的区域，此外在2018年全国用电量已突破两万亿千瓦大关，同比增长了9.3%。环境整治战略加强，政策实施加快，同时电器行业迅速发展，社会用电量激增，这两个社会因素的共同发力促使大众对发电系统提出了更高的要求。 3光伏发电技术的应用 新能源光伏照明系统在我们生活周边，已经存在很多太阳能照明灯，如路灯、楼道灯和草坪灯等。太阳能灯一般有定时和光控两种控制方式。定时控制系统一般采用单片机和模拟电路进行控制，一般需要提前设定好自动开关的时间。光控控制系统是利用光敏器件，设置光线限度值，自动控制灯的开关。照明系统中除了灯具还包含太阳能电池板、蓄电池、充放电控制器、逆变器等。 新能源水泵技术太阳能水泵一般利用在干旱地区，这些地区一般太阳光照能力很强，又需要大量并且长时间抽水。现在已经出现了大型新能源光伏水泵站，通过逆变器将太阳能电池板产生的直流电转换成交流电，从而带动水泵工作。这种水泵系统一般投资很高，但是运行不需要耗能，减少了运行费用，维修次数也比普通柴油抽水机少，所以有一定的利用价值。 新能源光伏与建筑一体化新能源光伏与建筑一体化设计在国外发达国家已经有相应的研究计划。光伏与建筑物有两种方式的结合：①在建筑物顶部安装太阳能电池板向用户供电，形成用户并联系统，在国外成为“太阳能屋顶计划”潮；②是从第一种发展而来，除在屋顶安装光伏电池板，还要用能够进行光伏发电的玻璃墙面代替普通的玻璃墙面，屋顶和墙面都能进行太阳能的吸收和转换，目前已经研制出了此種墙体材料。 光伏并网计划是指光伏发电系统与已有的公共电网连接，承担公共电网的部分发电任务。在天气稳定、利于太阳能发电的环境里利用光伏发电，节省能源降低污染。当环境条件不利于光伏发电，就由电网供电。因为新能源光伏发电系统发电能直接供入电网中，省掉了蓄电池，节约成本、降低损失，并且提高了整个供电系统的稳定性和能量转换率，是当今来说新能源光伏发电技术最合理的发展方向。并且在整个并网过程中也可以引用其他发电形式，如风能发电等，这就可以在不同环境条件下任意转换发电方式，最大限度地节约能源。
光伏发电与节能技术
2012 ~ 2013 学年第一学期 《能源与节能技术》 期末考试论文 题目：光伏发电和节能技术 系别：电气工程系 班级：09自动化 姓名：于传龙 学号：0909111057 指导教师：董德智 电气工程系 2012年11月12日
光伏发电和节能技术 摘要： 节能技术是指采取先进的技术手段来实现节约能源的目的。具体可理解为，根据用能情况，能源类型分析能耗现状，找出能源浪费的节能空间，然后依此采取对应的措施减少能源浪费，达到节约能源的目的。 太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电，简称“光电”。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。 关键词：光伏发电节能技术 光伏发电的工作原理: 光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地;光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短的优点。光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。 不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以,光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器,下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。目前，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。 应用领域: 一、用户太阳能电源：（1）小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；（2）3-5KW家庭屋顶并网发电系统；（3）光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。 二、交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。 三、通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。 四、石油、海洋、气象领域：石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。
光伏逆变器行业现状及发展趋势前景
一、光伏逆变器产业链结构分析 图表光伏发电用逆变器产业链结构 资料来源：产研智库 一、上游原材料 逆变器企业主要外购产品包括各种电子元器件、结构件、电气元器件、电线电缆等。 逆变器的主功率元件的选择至关重要，使用较多的功率元件有达林顿功率晶体管（BJT），功率场效应管（MOSFET），绝缘栅晶体管（IGBT）和可关断晶闸管（GTO）等，在小容量低压系统中使用较多的器件为MOSFET，在大容量系统中一般均采用IGBT模块，而在高压特大容量（1000KVA以上）系统中，一般均采用IGCT、GTO等作为功率元件。 图表光伏发电用逆变器主要原料 资料来源：产研智库 二、下游需求领域 图表光伏发电逆变器国内主要应用领域
资料来源：产研智库 三、产业链各环节传导机制 光伏逆变器上游为电力电子元器件、微电子芯片、集成电路、电力电容器、电抗器、变压器、机柜、机箱壳体制造等行业。该行业与上游行业的关联性较低，上游行业的影响主要体现在本行业采购成本。 逆变器行业与下游行业的发展密切相关，下游行业对本行业的发展具有较大的牵引和驱动作用，国家光伏项目建设与投资是决定本行业未来需求的重要部分，其需求变化直接决定了本行业未来的发展状况。 二、国外光伏逆变器市场格局 光伏逆变器的主要厂商分布在光伏安装的主要区域，包括德国、中国、美国等地。2015年，全球逆变器的主要产能集中在德国、中国、美国，其中SMA、阳光电源、华为占据前三位。国外厂商逆变器项目经验丰富，产品质量高，成本也相对较高。国内自主研发的光伏逆变器，成本较低、售后服务效率更高。从地域来看，预计未来新增光伏逆变器需求将主要来自美国、日本和中国等新兴市场国家。 2015年全球逆变器市场格局在领先厂商之间日趋巩固。全球逆变器需求在2015年上涨了33%，排名前10的光伏逆变器厂商市场份额提高到了75%，产业集中度不断提高，全球光伏逆变器出货量达2010年以来的最高值。 德国SMA继续保持其2015年全球最大光伏逆变器供应商的地位，但在出货量上继续损失市场份额。虽然SMA仍然在光伏逆变器收入上处于全球领导者地位，但其从逆变器出货排行榜流失的全球需求已转向中国。2015年出货量前十名厂商中有四个是中国企业，其中华为出货量领先。SMA业绩提升的主要得益于美国和其他快速增长的公用事业规模市场，该公司还更新了其逆变器产品组合，表示其在住宅、商业和公用事业规模市场都有竞争力产品推出。 图表2015全球10大光伏逆变器厂商出货量排名
光伏材料加工与应用技术(本科)专业简介
附件一： 江西省高等教育自学考试光伏材料应用技术专业（独立本科段） 考试计划 一、指导思想 高等教育自学考试是我国高等教育基本制度之一，是对社会自学者进行的以学历考试为主的高等教育国家考试，是个人自学、社会助学、国家考试相结合的一种教育形式。高等教育自学考试是我国高等教育的重要组成部分。 光伏材料应用技术专业是为了适应社会经济建设及光伏产业发展的需要，满足广大在职人员进一步提高文化素质与科学技术水平的迫切要求，培养光伏材料应用工程高层次技术人才而设置的。根据高等教育自学考试的特点，着重考核自学应考者掌握基本理论、基本知识的程度以及运用基本知识分析和解决问题的能力。 二、培养目标和基本要求 本专业培养和造就适应新世纪光伏产业发展需要，德、智、体全面发展的光伏材料应用技术的高级技术人才。 本专业要求应考者具有科学社会主义的基本知识，拥护党的各项基本方针政策。具备光伏材料应用技术专业的基本理论和基本知识，有良好的电子学基础及实验技能、光电子信息技术、应用光伏学等方面的基本训练，具有电子技术、光电信息技术、半导体器件物理与工艺及太阳能电池及其应用等方面的基本能力。 三、学历层次与规格 本专业为本科层次。其专业培养规格在总体上与普通高等教育本科水平相一致。 凡取得本科规定的十四门课程合格成绩，累计不少于74学分，实践考试、毕业论文答辩合格、思想品德经鉴定合格者，发给本科毕业证书。同时可按照《中华人民共和国高等教育法》第二十二条和《中华人民共和国学位条例》及本省有关规定，由具有学位授予权的主考学校授予学士学位。 四、考试课程及学分
专业代码：080206 说明：电子电工信息类专业专科毕业生可直接报考本专业，其他专业专科毕业生报考本专业需加考07732普通物理学（5学分）、00341公文写作与处理（6 学分）两门课程。 五、部分课程说明 1、电路分析 本课程是一门重要的学科基础必修课程，是学习其他技术基础课和专业课的重要基础，同时又是研究电路理论的入门课程。本课程以普通物理和高等数学为
光伏产业中硅材料的多线切割技术研究
光伏产业中硅材料的多线切割技术研究 摘要由于国内多线切割机床处于发展阶段，所以大部分光伏行业的生产厂家使用的是国外引进的多线切割机床。本文就多线加工硅片优点、工艺与多线切割机工作原理，对影响因素与切割技术进行了简单的分析。 关键词光伏产业；硅材料；多线切割 1 多线加工硅片的工艺及优点 电子产品与光伏产品中的硅片需要很多工艺一起完成，制造硅锭时有所差异。其中，多晶硅锭属于方形体，硅锭属于圆柱体，单晶硅则由单晶炉制成[1]。在一方一圆的条件下，最终得到薄片，使用多线切割技术进行加工有很大差异。单晶硅是先切去头部与尾部，再切方，最后切片；多晶硅则是首先切方，让方形硅锭成为几十个小方，然后切去底部与颈部，最后再切成片。使用多线切割硅片和传统锯切不同的是：拥有较好的平行度，弯度更小，表层粗糙度偏低，切割损耗较小，厚度公差不大，加工后的切片出片率较大，生产效率与投资回报度较高。所以将多线切割机应用到生产，是高效生产、规模生产的趋势，尤其适合太阳能光伏电池中的批量生产[2]。 2 多线切割机的加工原理 借助钢丝线促进砂浆碳化硅微粉，不仅是切断硅的有效方式，同时也是多线切割的工作原理。加工期间，高速旋转导线利用压力对硅体进行加工，并且将砂浆喷洒在切割区域，让碳化硅微粉漂浮在钢线之上。钢线高速运作时，利用碳化硅磨削颗粒，从而切开硅体，以达成切片、切方、切断等工艺要求。从多线切割机加工硅片的工作原理示意图可以看出：放线轮、收线轮、导线轮以及排线轮都是由伺服电动机带动，而张力轮则由气缸、力矩电动机与压力传感器带动工作。 3 影响硅片加工的重要因素 3.1 导线轮的影响 在切割钢线导线轮时，对导线轮旋转有很高的要求，不可以有振动发生。导线轮中的钢线槽以及尺寸必须保持一致，同时将跳动控制在0.02mm内，另外，必须将控制温度的装置安装在支撑轴承上，所以导线轮属于高速转动。一旦运动精度与过程发生失衡，很可能让正在加工的硅片发生缺陷而报废。所以机床的工作性能，很大部分由导线轮运动精度决定，它也是判别机床质量的核心指标[3]。 3.2 钢线速度的影响 加工期间，钢线速度体现了加工效率与相关指标。确保持续钢线的背景下，应尽量提高钢线速度，但是必须和砂浆供给情况持恒，过大的砂浆供给，很可能
太阳能光伏发电原理与应用实验报告资料
太阳能光伏发电原理与应用 实验报告 课题名称：太阳能光伏发电原理与应用实验专业班级：12级应用光电子01 学生学号：1209040110 学生姓名：胡超 学生成绩： 指导教师：刘国华 课题工作时间：2015.6.1至2015.6.4
实验一、太阳辐射能的测量 下表是针对武汉市的日照情况，记录武汉市的某一天某一时段（每两分钟记 录一次）的太阳辐射强度： 太阳辐射监测系统 瞬时值累计值 时间 总辐射散射辐射直接辐射反射辐射净全辐射总辐射散射辐射直接辐射反射辐射净全辐射10:06 538 113 436 41 112 0.031 0.014 0.016 0.003 0.009 10:08 404 105 298 32 77 0.056 0.013 0.045 0.004 0.012 10:10 449 99 347 31 268 0.049 0.013 0.037 0.004 0.009 10:12 416 97 304 33 246 0.056 0.012 0.043 0.004 0.033 10:14 645 118 525 49 347 0.056 0.012 0.042 0.004 0.033 10:16 198 105 57 24 105 0.077 0.014 0.062 0.006 0.040 10:18 549 107 425 42 326 0.025 0.013 0.007 0.003 0.012 10:20 610 111 485 45 329 0.066 0.013 0.051 0.005 0.039 10:22 631 108 513 50 304 0.076 0.013 0.061 0.006 0.039 10:24 619 108 493 45 284 0.076 0.013 0.062 0.006 0.036 10:26 465 103 310 39 194 0.075 0.013 0.059 0.006 0.034 10:28 653 109 402 47 264 0.067 0.013 0.043 0.005 0.027 10:30 690 111 337 48 263 0.079 0.013 0.046 0.006 0.032 10:32 693 113 318 47 249 0.083 0.013 0.042 0.006 0.031 10:34 653 115 214 48 219 0.082 0.014 0.035 0.006 0.029 10:36 713 118 176 53 145 0.061 0.013 0.018 0.005 0.021 10:38 575 111 92 44 89 0.087 0.014 0.020 0.006 0.015 10:40 717 115 53 44 90 0.080 0.014 0.009 0.006 0.010
2018年度国内光伏产业发展现状分析及未来发展前景预测(附图)
2018 年中国光伏产业发展现状分析及未来发展前景预测(附图) 1、行业概况 能源与环境问题是制约世界经济和社会可持续发展的两个突出问题。工业革命以来，石油、天然气和煤碳等化石能源的消费剧增，生态环境保护压力日趋增大，迫使世界各国必须认真考虑并采取有效的应对措施。节能减排、绿色发展、开发利用各种可再生能源已成为世界各国的发展战略。 (1) 全球光伏产业呈现爆发性增长太阳能属于可再生能源的一种，具有储量大、永久性、清洁无污染、可再生、就地可取等特点，因此成为目前人类所知可利用的最佳能源选择。自上世纪五十年代美国贝尔实验室三位科学家研制成功单晶硅电池以来，光伏电池技术经过不断改进与发展，目前已经形成一套完整而成熟的技术。随着全球可持续发展战略的实施，该技术得到了许多国家政府的大力支持，在全球范围内广泛使用。尤其在二十一世纪，光伏产业以令世人惊叹的速度向前发展。2000年至2016年间，全球累计装机容量自1,250MW增至304,300MW,年复合增长率 高达%。 (2) 光伏产业的格局从欧洲一枝独秀发展为全球百家齐放 2000年，德国颁布《可再生能源法》(EEG),为德国光伏产业的快速发展奠定了坚实的法律基础。2004 年，德国对《可再生能源法》进行首次修订，大幅提高了光伏电站标杆电价的水平，收益率的突升使得资本涌入，带动了德国光伏产业快速发展，并引领了全球光伏数十年。2000 年至2012 年，以德国、意大利、西班牙三国为代表的欧洲区域成为全球光伏装机需求的核心地区。受2011 年末欧债危机爆发的影响，以德国、意大利为代表的欧盟各国迅速削减补贴，欧洲需求迅速萎缩，全球光伏发电新增装机容量增速放缓，光伏产业陷入低谷。2013 年，中国以国务院24 号文为代表的光伏产业支持政策密集出台，配套措施迅速落实，中国因此掀起光伏装机热潮。日本也于2013 年出台力度空前的光伏发电补贴政策，全球光伏市场迅速升温，光伏产业从依赖欧洲市场向全球化迈进。自2013 年以后，中国、日本、美国三国接过了欧洲的接力棒，成为全球光伏装机的主要增长区域，市场份额持续攀升。2016年，全球光伏新增装机容量约73GW其中中国、美国、日本、欧洲、 印度4GW。欧洲等传统市场的份额逐步向中国、美国、印度等市场转移，一批新兴市场，如印度、 南非、智利正在加速发展。海外新兴市场的崛起使得光伏产业从依赖欧洲市场向全球化迈进。 (3) 中国光伏产业几经曲折，目前已经形成成熟且有竞争力的光伏产业链，在国际上处 于领先地位中国光伏制造业在欧洲光伏装机量快速增长的背景下，迅速形成规模。2003 年 至2007 年间，我国光伏产业的平均增长率达到190%。2007 年中国超越日本成为全球最 大的光伏发电设备生产国。中国光伏产业产能巨大，但“两头在外” 即太阳能级高纯度多晶硅原料依赖国外市场供应，而生产的太阳能电池及组件产品严重依赖国外消费市场的状况为行业快速发展埋下了巨大的隐患。2008 年，全球金融危机爆发，光伏电站融资困难，欧洲需求减退，中国的光伏制造业遭到重挫，产品价格迅速下跌。2009?2010年期间，在全 球市场回暖及国家 4 万亿元救市政策的刺激下，中国掀起了新一轮光伏产业投资热潮。2011 年末受欧债危机爆发影响，欧洲需求迅速萎缩，全球光伏发电新增装机容量增速放缓。而上一阶段的投资热潮导致我国光伏制造业产能增长过快，中国光伏制造业陷入严重的阶段性产能过剩，产品
光伏材料的发展及应用
光伏材料的发展及应用 摘要：太阳能光伏发电技术是集半导体材料、电力电子技术、现代控制技术、蓄电池技术及电力工程技术于一体的综合性技术是当今新能源发电领域的一个研究热点。本文介绍了光伏发电技术的相关概念，综述了该领域的主要研究内容和应用现状，并对光伏发电产业的未来发展趋势进行分析。 关键词：太阳能电池材料；光伏发电材料 0 引言 随着全球经济的迅速发展和人口的不断增加，以石油、天然气和煤炭等为主的化石能源正逐步消耗，能源危机成为世界各国共同面临的课题。与此同时，化石能源造成的环境污染和生态失衡等一系列问题也成为制约社会经济发展甚至威胁人类生存的严重障碍。新能源应用正成为全球的热点。太阳能资源是最丰富的可再生能源之一，它分布广泛，可再生，不污染环境，是国际上公认的理想替代能源。光伏发电是太阳能直接应用的一种形式。作为一种环境友好并能有效提高生活标准的新型发电方式，光伏发电技术正在全球范围内逐步得到应用。 1太阳能光伏发电原理及运用材料 1.1太阳能光伏发电的工作原理 “光伏发电”是将太阳光能直接转换为电能的一种发电形式。1839年，法国科学家贝克勒尔(A．E．Becqure1)首先发现了“光生伏打效应(Photovoltaic Effect)”。然而，第一个实用单晶硅光伏电池(Solar Cel1)直到一个多世纪后的1954年才在美国贝尔实验室研制成功。20世纪70年代中后期开始，光伏电池技术不断完善，成本不断降低，带动了光伏产业的蓬勃发展。光伏发电原理如图1所示。PN结两侧因多数载流子(N 区中的电子和P区中的空穴)向对方的扩散而形宽度很窄的空间电荷区w，建立自建电场E i。它对两边多数载流子是势垒，阻挡其继续向对方扩散；但它对两边的少数载流子(N 区中的空穴和P区中的电子)却有牵引作用，能把它们迅速拉到对方区域。稳定平衡时，少数载流子极少，难以构成电流和输出电能。但是，如图la、b所示，光伏电池受到太阳光子的冲击，在光伏电池内部产生大量处于非平衡状态的电子一空穴对，其中的光生非平衡少数载流子(即N 区中的非平衡空穴和P区中的非平衡电子)可以被内建电场E i牵引到对方区域，然后在光伏电池中的PN 结中产生光生电场E PV一当接通外电路时，即可流出电流，输出电能。当把众多这样小的太
光伏发电技术及应用专业课程
公共必修课 思想道德修养及法律基础、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论、大学英语、大学体育、计算机文化基础、大学语文、军事理论、大学生就业与创业指导、沐浴经典、红色江西、形势政策 专业基础课 高等数学、大学物理、光伏技术概论、电工电子学、半导体物理器件、太阳电池材料、光伏设备概论 专业课 专业技能课 工程计价与计量、工程制图、AutoCAD 专业必修课 太阳电池原理与工艺、太阳能发电技术、光伏建筑电气控制技术、光伏系统设计与施工、供配电系统、光伏建筑工程 专业任选课 高级语言程序设计、工业计算机控制技术、新能源发电技术、专业英语 集中实践教学 太阳能发电技术课程设计、光伏系统设计与施工课程设计、光伏建筑工程课程设计、军事训练、入学教育、岗位实训、毕业设计(论文) 主干课程 （1）《太阳电池原理与工艺》 课程简介：本课程主要讲授光生伏打效应机理、p-n结、太阳电池的工作原理、制造工艺、测试和应用等方面的技术，使学生对太阳电池器件的原理及工艺有较为系统的掌握。 （2）《太阳能发电技术》 课程简介：本课程主要讲授太阳能光伏发电工作原理、内容包括太阳能电池组件的特性、结构及种类，功率调节器的工作原理、功能、电路构成及种类、选择方法、相关设备及部件，太阳能光伏发电系统设计与施工、维护检查与测量，熟悉太阳能光伏发电系统的法律法规及并网系统技术要求准则。 （3）《光伏系统设计与施工》 课程简介：主要介绍光伏系统的构成及设计原理和规则,阐述光伏系统的施工技术和方法。使学生初步掌握光伏系统的设计方法，了解光伏系统的施工步骤，为学生将来独立参与光伏系统的设计和施工打下基础。 （4）《光伏建筑电气控制技术》 课程简介：本课程主要结合光伏发电讲授建筑配电系统常用的电器元件、继电器、接触器控制的基本控制电路、建筑电气控制技术的设计、建筑中常用的电气设备的控制原理、可编程控制器的基本工作原理及其在光伏建筑中的应用等方面知识。 （5）《太阳电池材料》 课程简介：介绍太阳能及光电转换的基本原理、太阳电池的基本结构和工艺，着重从材料制备和性能的角度出发，阐述常用的太阳能光电材料的基本制备原理、制备技术以及材料结构组成对太阳电池的影响。 （6）《工程计价与计量》 课程简介：本课程主要介绍太阳发电建设项目在决策、设计、招投标、实施、竣工验收等阶段的计价方法，使学生初步掌握工程计价与计量专业技能，扩展学生的工程经济知识与相关能力。
光伏发电技术及应用试卷及答案E
《光伏发电技术及应用》期末试卷(E) 注：所有答案填写在答题纸中。 一、 判断题（每题2分，共30分，正确的标“T ”，错误的标“F ”） 1．2000年，我国太阳能电池产量仅为3MW ，到2007年年底达到1088MW ，超过欧洲（1062.8MW ），跃居世界第二位。 2．BIPV 将太阳能发电与建筑材料相结合，充分利用建筑的屋顶和外立面，使得大型建筑能实现电力自给、并网发电，这将是今后的一大发展方向。 3．根据太阳能发电发展“十二五”规划，到2020年底，我国太阳能发电装机容量达到2100 万千瓦以上，年发电量达到250 亿千瓦时。 4．太阳能能辐射量单位有卡（cal ）、焦耳（J ）、瓦(W)等。其关1卡(cal)=4.1868焦(J) =1.16278毫瓦时(mWh) 。 5.从海拔高度来看，海拔越高，大气透明度越好，所以水平辐射量越低。 6. 太阳能电池易腐蚀，若直接暴露在大气中，电池的转换效率会受到潮湿、灰尘、酸碱物质、冰雹、风沙以及空气中含氧量等的影响而下降。 7. 太阳能电池的峰值电流Im 也叫最大工作电流或最佳工作电流。峰值电流是指太阳能电池片最大的工作电流，峰值电流的单位是安培(A)。 8. 蓄电池放电深度是指蓄电池在某一放电速率下，电池放电到终止电压时实际放出的有效容量与电池在该放电速率的额定容量的百分比。 9. 蓄电池的容量是指铅酸蓄电池在一定的放电条件下， 放电到规定的终止电压时所能给出的电量称为电池容量，以符号C 表示，常用单位是安时(Ah)。 10. 蓄电池过充电寿命是指采用一定的充电电流对蓄电池进行连续过充电，一直到蓄电池寿命终止时所能承受的过充电时间。其寿命终止条件一般设定在容量低于10小时率额定容量的80%。 11. 超级电容器又叫双电层电容器，是一种新型储能装置。其特点主要为充电时
光伏发电技术及应用专业介绍
光伏发电技术及应用专业介绍 一、培养目标： 面向光伏发电、供电企业，培养德、育、智、体等全面发展，具有良好的职业素质，掌握光伏发电系统所涉及的相关基本理论知识及其实际操作能力，能够从事光伏离网、并网发电系统的分析、设计、安装、调试与技术管理、电能质量管理等岗位工作的高等应用型技术人才。 二、主要课程 光伏发电系统的设计及其应用、光伏太阳能电池、PLC技术、单片机原理与应用、电力电子技术、数电、工厂供电、传感器技术应用、PLC技术实训、光伏智能控制器的设计与实践。 三、职业证书 《中级维修电工》证书、《全国CAD等级》认证、《高级电工证》、等证书。 四、就业方向 在光伏发电系统设备制造与应用企业，从事光伏材料加工、光伏产品生产、检测与质量控制，光伏发电系统的安装调试、光伏发电系统的运行维护、光伏产品的销售及售后服务、小型光伏系统集成、生产技术管理、主要是太阳能方向工作。 五、专业人才需求 伴随着太阳能投资热潮在中国的兴起，中国的太阳能产业已经成为全球瞩目的焦点。著名投资银行拉扎德资本预计，2011年前中国太阳能产业规模能达到1-1.5GW。2012年前该行业规模将达到2GW，2020年前则会达到20GW。另外，预计我国太阳能光伏有望吸引逾100亿美元的私人投资，并有助中国未来三年成为全球主要的太阳能设备市场。 作为国家的战略新兴产业已经上升到国家战略高度，新能源属于战略新兴产业的一部分，而光伏是新能源里面的重头戏。如在天津的滨海新区，刚刚确定的一项大手笔投资就是未来三年将投入18亿元助推新能源产业。温州经济技术开发区13家光伏在德国慕尼黑国际太阳能光伏史上满载而归，揽下了共计650兆瓦的意向订单，总价值约为56余亿元。杭州横滨轮胎有限公司已启动了阳光屋顶光伏发电项目，该项目总投资300万元，预计全年可减排二氧化碳约13万
分析中国光伏行业的现状及发展前景
分析中国光伏行业的现状及发展前景 我国光伏产业近几年来经历了缓慢---快速---爆炸式的发展过程，产业规模不断扩大，无论在核心技术、产品制造 、设备，还是在市场开发、安装与服务等方面，都具有了一定自主知识产权的产业链，有些已达到国际领先水平，在国际市场上占有举足轻重的地位。截至2010年，在海外上市的光伏企业已有16家；全球光伏电池组件及多晶硅产量前10强中我国分别占了4家。此外，随着国际化步伐的加快，已有多家国内企业陆续在美国、加拿大等地建立工厂，质优价廉的光伏产品为全球光伏产业快速发展做出了巨大贡献。这是我们光伏产业对中国制造业的一个贡献，它给了世界一个重新认识中国制造业的机会。 总的来说，我国目前光伏产业发展呈现出以下几个特点： 一、产业规模大、技术薄弱、发展不协调 目前，中国已成为太阳能光伏发电的重要生产基地，并逐步形成了高纯多晶硅制造、硅锭、硅片生产、太阳能电池制造、光伏组件封装以及光伏系统应用等环节的产业链，产生了一批领先国际的大型太阳能电池生产企业。虽然中国太阳能光伏产业规模目前居全球第一，但产业链发展不协调，有的产业供大于求，有的产业供不应求。加之产业整体技术薄弱，在整个光伏产业链技术壁垒最大的多晶硅生产中，国外的主要厂商采用的是闭式改良西门子方法，而这项技术在我国尚属空白。中国的多晶硅生产企业使用的多为直接或间接引进的俄罗斯多晶硅提纯技术，其生产成本高、耗能高，在整个国际竞争中处于劣势。 二、设备靠进口、产品靠出口、发展受制约 我国光伏产业发展的关键技术设备、市场需求、原料均来自国外。晶体硅太阳能电池生产线的高端设备仍需进口，薄膜太阳能电池主要生产设备同国外还有较大差距；部分太阳能电池用配套材料有超过五成要依赖进口，目前国内光伏发电的总装机量仅有全球装机总量的1%，与国内光伏产业的强大产能差距甚远。我国太阳能电池约90%还要依赖出口。由此，造成了原料、产品两头在外的局面，致使制约了我国光伏产业的快速发展。 三、产业迅速崛起、发展显现、竞争激烈 当前我国光伏产业发展迅速，已呈现区域化、集群化，临近企业之间形成产业链互补和经济合作，产业竞争力实现
光伏发电技术及应用
巩义三中专“光伏发电技术及应用”专业 一、培养规格与培养目标 培养规格：中职，初中起点三年制两年的在校学习，半年实习，半年顶岗实习，三年后完成学业发中专毕业证；高中起点一年制，主要学习专业理论和专业技能课，一年后完成规定的学业，发放专业合格证，安排就业。 培养目标：本专业面向光伏发电系统，培养德、智、体、美全面发展，适应光伏发电产业发展需要，具有光伏发电基础理论知识，系统掌握光伏发电及应用技术，具有现代企业管理意识，能在光伏发电及应用领域，包括电能检测、设备控制、发电技术管理等方面能够胜任岗位需要的中、初级技术应用性人才。 二、课程模块设置 本专业中专起点共设置4个模块，分别是：公共基础课、专业基础课、专业课、实践课。 高中起点设置3个模块，分别是：专业基础课、专业课、实践课。 三、课程设置 中专起点： 1．公共基础课。 （1）德育课：职业生涯规划、职业指导与法律、经济政治与社会、哲学与人生。 （2）文化基础课：语文、数学、英语、物理、化学、计算机应用基础、体育与健康教育。 （3）选修课：普通话口语训练、礼仪与交际、书法。
2．专业基础课。电工电子技术、光伏发电系统概论、机械制图、机械基础。 3．专业课。 （1）必修课：太阳能光伏发电技术、太阳电池原理与工艺、太阳电池材料。 （2）选修课：太阳能光伏发电系统工程、光伏检测与分析、单片机技术。 4．本专业统设必修综合实践包括电工与电子学实验、金工实习、综合实训（光伏）。 高中起点： 1．专业基础课。电工电子技术、光伏发电系统概论、机械制图。 2．专业课。 （1）必修课：太阳能光伏发电技术、太阳电池原理与工艺、太阳电池材料。 （2）选修课：太阳能光伏发电系统工程、光伏检测与分析、单片机技术。 就业面向：具有在太阳能光伏系统及相关领域从事系统安装与维护、调试、生产运行、技术管理、产品检测与质量控制等方面的工作能力。毕业生主要面向光伏企业。也可以从事光伏专业职业教育的实践教学工作。 2010年12月6日
中国太阳能光伏产业发展现状及未来发展趋势
中国太阳能光伏产业发展现状及未来发展趋势 来源：CSIA 类历史上从未有如2009 年底哥本哈根会议那样的事件，会使“节能减排”、“低碳”等字眼如此深入人心，全球经济的发展方向和导航标也已然转向了低碳经济。太阳能作为一种清洁的可再生能源，是未来低碳社会的理想能源之一，当下正越来越受到世界各国的重视。产业概况太阳能光伏产业链是由硅提纯、硅锭/硅片生产、光伏电池制作、光伏电池组件制作、应用系统五个部分组成。在整个产业链中，从硅提纯到应用系统，技术门槛越来越低，相应地，企业数量分布也越来越多，且整个光伏产业链的利润主要是集中在上游的晶体硅生产环节，上游企业的盈利能力明显优于下游。 全球太阳能光伏产业发展现状全球太阳能光伏产业发展现状CSIA 最新研究报告称，目前太阳能电池主要分为单晶硅电池、多晶硅电池和薄膜电池三种。单晶硅电池技术成熟，光电转换效率高，但其生产成本较高，技术要求高；多晶硅电池成本相对较低，技术成熟，但光电转换效率相对较低；而薄膜电池成本低，发光效率高，但目前其在技术稳定性和规模生产上均存在一定的困难。随着技术的进步，未来薄膜电池会有更好的发展前景。 在各国政府的大力支持下，太阳能光伏产业得到了快速的发展。2006 年至2009 年，太阳能光伏电池产量的年均增长率为60%。由于受到2008 年金融危机的影响，2009 年前两个季度光伏电池产量的增长速度有所放缓，但随着2009 年下半年市场需求的复苏，2009 年全年的太阳能电池产量达到了10431MW，比2008 年增长42.5%。 年全球太阳能电池产量点击此处查看全部新闻图片 目前太阳能光伏发电的成本大约是燃煤成本的11—18 倍，因此目前各国光伏产业的发展大多依赖政府的补贴，政府的补贴规模决定着本国的光伏产业的发展规模。目前在政府的补贴力度上，以德国、西班牙、法国、美国、日本等发达国家的支持力度最大。2008 年，西班牙推出了优厚的光伏产业补贴政策，使其国内光伏产业出现了爆发式发展的态势，一度占据了世界光伏电池产量的三分之一强。2009 年德国光伏组件安装量高达3200MW，占全球总安装量的50.4%。 中国太阳能光伏产业发展现状目前，中国已形成了完整的太阳能光伏产业链。从产业布局上来看，国内的长三角、环渤海、珠三角及中西部地区业已形成各具特色的区域产业集群，并涌现出了无锡尚德、江西赛维、天威英利等一批知名企业。2009 年中国太阳能电池产量为9300MW，占全球总产量的40%以上，已成为全球太阳能电池生产第一大国。 年中国太阳能电池产量 2009 年中国太阳能光伏产业应用分类（按装机总量）点击此处查看全部新闻图片虽然目前中国太阳能光伏产业规模居全球第一，但产业链发展不协调，且产业整体技术薄弱。在整个太阳能光伏产业链技术壁垒最大的多晶硅的生产中，国外的主要厂商采用的是闭式改良西门子方法，而这在中国还是空白。中国的多晶硅生产企业使用的多为直接或者间接引进的俄罗斯的多晶硅的提纯技术，其成本高、耗能量，重复性建设严重，在整个国际竞争中处于劣势，这也是在2009 年初中国出现多晶硅产能过剩的主要原因。其次，目前中国国内的太阳能电池市场规模较小，国内生产的太阳能光伏电池的97%都出口到了海外市场。这种过度依赖出口的产业发展模式导致行业风险很大，易受国际需求量变化的影响。如在2008 年的全球金融危机中，因西方国家消减了对光电产品的价格补贴，直接导致了中国许多光伏企业的倒闭。中国太阳能光伏产业发展趋势分析当下，许多国家已把发展可再生能源作为未来实现可持续发展的重要方式，而中国也将以太阳能为代表的可再生能源作为未来低碳经济的重要组成部分。近年来，国家财政对太阳能产业的补贴力度逐年增强。2008 年，中国开始启动屋顶和大型地面并网光伏发电示范项目的建设；2009
光伏发电技术与应用专业人才培养方案
光伏发电技术及其应用2016级专业人才培养方案划 一、专业名称：光伏发电技术及期应用 二、专业代码：530304 三、招生对象：普通高中、中职学校、职业高中、技校应往届毕业生 四、学制与学历：全日制三年、专科 五、人才培养目标 培养适应社会主义现代化建设和市场经济需要，本专业培养德、智、体全面发展，具有良好的敬业精神、创新精神和较强的实践能力、自我发展能了的高素质技能型专门人才。掌握光伏技术的基本理论知识、光伏发电技术、光伏组件生产工艺及检测技术、光伏系统设计、施工等方面必需的基础理论知识、基本方法和基本技能，能从事太阳能电池片、光伏组件生产与测试、光伏材料质量检测、光伏系统设计、安装施工、系统调试、独立光伏发电产品生产和营销等方面的工作。 六、培养规格 培养的学生主要从事于光伏材料加工、太阳能电池组件的生产、太阳能电池片的检测、光伏产品销售人员、太阳能发电站的建设与维护等方面的工作，也可以从事职业教育的实践教学工作。凡取得教学计划规定的所有课程合格成绩，实践考试合格、思想品德经鉴定合格者，发给教育部颁发的毕业证书。 (一)素质结构 1、基本素质 (1)思想道德素质 熟悉我国国情，牢固树立“国家利益高于一切”的政治思想，坚特正义，自觉抵制各种危害祖国和广大人民群众利益的不良思想和行为，牢固树立社会主义“八荣八耻”的荣辱观和法纪观，自尊、自爱、自律、自强，遵纪守法，尊重他人，养成恪守职业道德与行为规范的习惯，做一个对国家和社会负贵任的人。 (3)科学文化素质 对文学、哲学、历史、艺术等人文社会科学具有一定了解，具有一定的文化品味，审美情趣、人文素养。 (3)心理素质 能正确面对困难、压力和挫折，具有积极进取，乐观向上的健康平和的心态。 (4)身体素质 具有一定的体育运动和卫生保健知识，养成锻炼身体的习惯，掌握一定的运动技能，达到国家颁布的《学生休质健康标准》的要求，身体健康。 2、职业素质 (1)具有良好的道德和行为规范; (2)热爱职业岗位，具有本专业的专业知识和专业技能; (3)具有从事光伏领域工作岗位实际工作能力; (4)具有调研、组织、管理及自主创业的能力;
硅材料
硅材料 重要的半导体材料，化学元素符号Si，电子工业上使用的硅应具有高纯度和优良的电学和机械等性能。硅是产量最大、应用最广的半导体材料，它的产量和用量标志着一个国家的电子工业水平。 目录 英文名：silicon 化学成分 硅的性质 主要技术参数 晶体缺陷 类型和应用 单晶硅的制作 单晶硅的应用 未来前景 英文名：silicon 在研究和生产中，硅材料与硅器件相互促进。在第二次世界大战中，开始用硅制作雷达的高频晶体检波器。所用的硅纯度很低又非单晶体。1950年制出第一只硅晶体管，提高了人们制备优质硅单晶的兴趣。1952年用直拉法(CZ)培育硅单晶成功。1953年又研究出无坩埚区域熔化法(FZ)，既可进行物理提纯又能拉制单晶。1955年开始采用锌还原四氯化硅法生产纯硅，但不能满足制造晶体管的要求。1956年研究成功氢还原三氯氢硅法。对硅中微量杂质又经过一段时间的探索后，氢还原三氯氢硅法成为一种主要的方法。到1960年，用这种方法进行工业生产已具规模。硅整流器与硅闸流管的问世促使硅材料的生产一跃而居半导体材料的首位。60年代硅外延生长单晶技术和硅平面工艺的出现，不但使硅晶体管制造技术趋于成熟，而且促使集成电路迅速发展。80年代初全世界多晶硅产量已达2500吨。硅还是有前途的太阳电池材料之一。用多晶硅制造太阳电池的技术已经成熟；无定形非晶硅膜的研究进展迅速；非晶硅太阳电池开始进入市场。 化学成分 硅是元素半导体。电活性杂质磷和硼在合格半导体和多晶硅中应分别低于0.4ppb和0.1ppb。拉制单晶时要掺入一定量的电活性杂质，以获得所要求的导电类型和电阻率。重金属铜、金、铁等和非金属碳都是极有害的杂质，它们的存在会使PN结性能变坏。硅中碳含量较高，低于1ppm者可认为是低碳单晶。碳含量超过3ppm时其有害作用已较显著。硅中氧含量甚高。氧的存在有益也有害。直拉硅单晶氧含量在5～40ppm范围内；区熔硅单晶氧含量可低于1ppm。 硅的性质 硅具有优良的半导体电学性质。禁带宽度适中，为1.12电子伏。载流子迁移率较高，电子迁移率为1350厘米2/伏·秒，空穴迁移率为480厘米2/伏·秒。本征电阻率在室温(300K)下高达2.3×105欧·厘米,掺杂后电阻率可控制在104～10-4 欧·厘米的宽广范围内，能满足制造各种器件的需要。硅单晶的非平衡少数载流子寿命较长,在几十微秒至1毫秒之间。热导率较大。化学性质稳定，又易于形成稳定的热氧化膜。在平面型硅器件制造中可以用氧化膜实现PN结表面钝化和保护，还可以形成金属-氧化物-半导体结构,制造MOS场效应晶体管和集成电路。上述性质使PN结具有良好特性，使硅器件具有耐高压、反向漏电流小、效率